Profundos (2015)

Apunte Español
Universidad Universidad Politécnica de Cataluña (UPC)
Grado Ciencias y Tecnologías de la Edificación - 2º curso
Asignatura Construcció 2
Año del apunte 2015
Páginas 4
Fecha de subida 08/04/2015 (Actualizado: 08/04/2015)
Descargas 2
Subido por

Vista previa del texto

T2. FONAMENTS PROFUNDS La fonamentació serà profunda si compleix: h>6m (prof/sec)>8 esbelt≤30=(long/sec) 1. Normativa Al DB SE-C del CTE es defineixen els tipus de pilons, accions estructurals segons dimensionat, anàlisi estructural, posada en obra i condicions per construcció i execució. A la part Ensayos de Pilotes es defineixen els assaigs possibles, on destaca el de integritat.
Pel dimensionat dels pilons formigonats in situ, sense camisa de xapa, s’utilitzarà un diàmetre: dnom-50mm≤dcal=0,95dnom≤dnom-20mm La norma tecnològica NTE CPI és d’utilitat per escollir el tipus de piló i fixa els criteris de disseny, càlcul i control.
Està prevista una normativa pels fonaments profunds al Eurocódic Nº7.
El DTU francès és el document tècnic oficial més complert sobre pilons, amb revisions freqüents.
2. Necessitat de fonaments profunds  Quan les càrregues no es poden transmetre al terreny superficialment  Quan hi ha assentaments imprevisibles  Quan el terreny de fonamentació pugui patir grans variacions  Quan tinguem estructures sobre aigua  Quan tinguem càrregues inclinades  Quan necessitem recalçar fonaments existents  Treballant a tracció, per ancorar elements constructius sotmesos a subpressions o a moments  Quan sigui òptim tècnica, econòmica i constructivament  Quan els sòls siguin insuficientment compactats  Sobre argiles expansives  En terrenys amb l’estrat resistent a >6m  En edificis alts amb pocs pilars o fortes càrregues concentrades  Per evitar assentaments i increments de tensions sobre edificis veïns 3. Classificació a) Segons dimensió:  Micropilons: de ø15-30cm, elements esvelts utilitzats per recalços d’estructures, treballen per fregament del fust i en menor mesura per la punta.
 Pilons: de ø30-60cm, elements esvelts que transmeten les càrregues de l’estructura i el pes propi mitjançant estrats de sòl de baixa capacitat de càrrega fins els més profunds, que disposin de la resistència adequada per l’estabilitat del conjunt.
 Piles: de ø60-300cm, transmeten al subsòl les càrregues de l’estructura i de la pròpia fonamentació.
b) Segons material de fabricació  Formigó:  Prefabricats: s’executen en instal·lacions fixes fora de l’obra.
 In situ amb desplaçament: es clava una camisa i s’omple de formigó.
 In situ amb extracció: es clava la camisa i es fa un buidat del terreny.
 Acer: utilitzats en grans edificacions, de cost elevat, resistents a esforços de tallanti flexió, cal un tractament anticorrosiu.
 Secció H: mitjançant la clava guiada per colpeix i vibració, els trams s’uneixen per soldadura i el cap del piló es remata amb un massís de formigó.
 Secció O: tenen bona resistència a flexió, d’execució similar a l’H i d’unió per soldadura.
 Palplanxes: format per dues o més palplanxes que formen un recinte tancat, posades en obra mitjançant la clava i un cop fet el caixó, substituït per formigó.
 Fusta : no poden suportar grans esforços de la clava, poden durar indefinidament si estan rodejats d’un sòl saturat, però la part superior pot podrir-se o tenir termites.
 Mixtos:  Fusta-formigó: la fusta es troba per sota del nivell d’aigües freàtiques i el formigó per sobre.
 Fusta-acer: tenen una part metàl·lica a la punta i un cercle de xapa a la part superior per facilitar la clava.
 Acer-formigó: tubulars plens de formigó que poden tenir traccions o ruptura de l’acer per l’inflament del formigó.
c) Segons procediment constructiu  Pilons prefabricats clavats:  Per vibració  Per percussió o cops de massa  De tram únic o de diferents trams  Pilons executats in situ:  Desplaçament: CPI-1: es perd l’azuche i la camisa CPI-2: la camisa es recupera CPI-3: camisa amb tap de formigó  Extracció: CPI-4: la camisa es recupera CPI-5: la camisa no es recupera  Perforats: CPI-6: amb nivell d’aigües freàtiques i cohesió baixa, s’utilitzen llots bentonítics i el formigó s’injecta a la part baixa CPI-7: amb cohesió alta o molt friccionants, es perfora amb vástago i es treu abans de formigona CPI-8: amb cohesió alta o molt friccionants, es perfora amb vástago i el formigó s’injecta per tub que té a l’interior mentre es treu d) Segons la transmissió de càrrega al subsòl  Pilons per fregament: a terrenys on la capacitat portant creix de manera gradual amb la profunditat, sense existir un nivell clarament resistent.
 Pilons per punta: a terrenys on, a certa profunditat, apareix un estrat resistent.
4. Funcions del piló  Piló de punta: transfereix les càrregues de la superestructura i de la resta de la infraestructura travessant els estrats dèbils i compressibles fins estrats inferiors amb la suficient capacitat de càrrega. Aquests estrats inferiors poden ser roques, argiles dures o sòls de baixa compressibilitat.
 Piló de fricció o flotant: transfereix o reparteix les càrregues als terrenys que travessa mitjançant la fricció de la superfície entre el piló i el sòl. Si els estrats superiors pateixen assentaments importants, el fregament es pot invertir, provocant una fricció negativa, la qual enfonsa el piló i genera càrregues a la seva punta.
5. Configuració geomètrica a) Predimensionat:  Nombre de pilons: s’estableix en funció de l’ordre de magnitud de les càrregues a suportar i de criteris d’uniformitat dels diàmetres.
 Disposició: la tendència és reduir el nombre de pilons per encep a base d’incrementar el diàmetre.
S’hauran de posar un mínim de 3 pilons, excepte en:  Aïllats: només 1 piló arriostat pels 4 extrems.
 Grup de pilons: només 2 pilons si tenen riostes a les cares de menor inèrcia.
 Diàmetre: respondrà a criteris de racionalitat constructiva segons les necessitats, la relació entre la longitud i el diàmetre ha de ser de 30-50.
 Separació entre eixos de pilons: si la separació és ≥3ø, no es considera l’efecte del grup.
 Longitud del piló: ve determinada per l’estratigrafia del sòl, si hi ha possibilitat de fregament negatiu s’haurà de descomptar la zona del fust com a portant.
b) Accions a considerar:  Han de suportar les càrregues que l’estructura transmeti al terreny, considerant el pes i empenta del terreny, de l’aigua i de les accions derivades del moviment dels fonaments.
 S’ha de considerar la forma i dimensions de l’encep per incloure el seu pes i les terres que hi poden gravitar.
 S’especificarà el nivell de terreny que envolta el pilotatge.
c) Fregament negatiu: es produeix quan l’assentament del terreny circumdant al piló és major que el del propi piló, fent augmentar la càrrega a suportar. S’estudiarà en casos de:  Consolidació del propi pes de reblerts i nivells compressibles  Variació del nivell freàtic i humectació  Assentaments de materials granulars induïts per càrregues dinàmiques  Subsidències individuals per excavacions o dissolució de materials profunds d) Càrrega d’enfonsament d’un piló aïllat: és la suma de la càrrega capaç de transmetre al terreny al llarg del piló i la càrrega capaç de transmetre per la punta. Es calcula: R ck=Rpk+Rfx=(qp·Ap)+(qf·Af) on Ap: àrea de la punta (π·ø2/4), qp: resistència unitària a la punta, Af: àrea del fust (π·ø·Lf), Qf: resistència unitària al fust (Lf/2), Rcd: resistència de càlcul a l’enfonsament (R ck/3) e) Tope estructural: valor de càlcul de la capacitat resistent del piló, la qual depèn de la secció transversal, el tipus de material, el procediment d’execució i el terreny. Es calcula: Q tope=σ·A on σ: tensió del piló i A: àrea de la secció transversal.
6. Càlcul del piló a) Estudi del piló aïllat:  Tope estructural: escollir el diàmetre del piló  Càrrega d’enfonsament: resistència per fust+punta  Estimació de l’assentament b) Estudi del grup de pilons:  Càrrega d’enfonsament i coeficient d’eficiència  Assentament del grup de pilons i raó  Canviar els diàmetres si cal  Distribució d’esforços  Dimensionat de l’encep  Dimensionat de les bigues de fonamentació c) Estudi d’accions especials:  Fregament negatiu  Empentes laterals del terreny  Esforços transversals del piló 7. Micropilons a) Classificació:  Forma de transmetre esforços: com element puntual o en conjunt, com a millora del terreny.
 Tipus de sol·licitació dominant: esforços axials –compressió i tracció, o flexió.
 Sistema d’injecció:  Tipus 1 –baixa Única Global: el capçal es situa a la boca de l’armadura, va pel tub i puja per les parets de la perforació. S’utilitza en roques sanes, sòls molt cohesius i terreny granular.
 Tipus 2 –mitja Única Repetitiva: a la primera fase s’omple l’interior de l’armadura, a la segona s’executa des de l’interior de l’armadura pels maneguets d’injecció que tenen vàlvules antiretorn.
S’utilitza en roques fissurades, sòls granulars grossos i terreny cohesivament mig.
 Tipus 3 –alta Repetitiva i Selectiva: s’injecta per dins dels maneguets des de l’interior de l’armadura, prèviament havent sellat el forat entre l’armadura i la perforació. S’utilitza en sòls de consistència baixa i granulars.
b) Aplicacions:  Rehabilitacions i reforç de fonamentació  Recalços  Fonaments profund i murs pantalla en solars petits  Estabilització de talussos en carreteres c) Sistemes d’execució:  Consta de dues fases: la perforació del terreny i la injecció de la vorada o el morter.
 S’utilitza intubació recuperable i neteja amb aigua o aire a pressió. Si el terreny no és estable s’utilitzarà intubació perduda.
 Si l’armadura és tubular s’introdueix en la perforació un cop netejada, si és de barres, s’introduirà una vegada injectada la perforació.
 La injecció s’executa amb la tècnica de bombeig o circulació inversa a la vorada de ciment.
8. Enceps  Tenen la funció de repartir càrregues i centrar-les, pel que han de tenir una planta simètrica i rígids enfront els pilons.
 La separació mínima entre eixos serà: 2ø si treballen per punta i 3ø si treballen per fust.
 Un cop escapçat el piló, ha de penetrat l’encep de 10-15cm.
a) Encep de 2 pilons: ha de ser rígid, la seva geometria depèn del diàmetre del piló.
El càlcul de l’armadura principal es fa amb el mètode de bieles i tirants, on: Les armadures secundàries tindran:  Longitudinal superior: 10% de Us  Estreps horitzontals: ρ=4‰ de b’xh, on b’: min(h/2)  Estreps verticals: ρ=4‰ de b’xl Les armadures complementàries són:  Armadures verticals de la retícula en forma d’estreps abraçant les armadures inferiors i superiors  Armadures horitzontals de la retícula en forma d’estreps envoltant les verticals  El conjunt de l’armadura traccionada i les complementàries formen una gàbia compacta on s’incorpora la inicial de suport  Les armadures complementàries donen rigidesa a l’encep per absorbir les torsions degudes a excentricitats accidentals b) Encep de 3 pilons: L’armadura principal, situada entre bandes de pilons, es calcula: Les armadures secundàries són:  A la cara inferior entre bandes de pilons: 25% de U s  Vertical formada per estreps lligant l’armadura principal de bandes de pilons: c) Encep de 4 pilons: la condició per a què sigui rígid s’estableix en base a la relació entre la separació l entre els eixos dels pilons i el cantell h, si aquest valor és ≤3, és rígid.
L’armadura principal en bandes de pilons es calcula: Les armadures secundàries són:  A la cara inferior entre bandes direcció1: 25% de U S1  A la cara inferior entre bandes direcció2: 25% de U S2  Vertical formada per estreps lligant l’armadura principal en bandes de pilons 9. Riostres: a) Els enceps d’un fonament profund s’han d’arriostrar segons:  En una direcció si és zona sísmica amb 0,06<a<0,16g  En dues direccions si és zona sísmica amb a>0,16g  Hauran de resistir un esforç de tracció o compressió:  Es consideraran els esforços sísmics horitzontals a l’armat, que treballarà a flexocompressió  En zona III s’hauran de considerar els efectes dinàmics al terreny ...